CN205919325U - 燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及高温空气燃烧技术领域，提供了一种燃烧装置。该装置的中心燃料通道与燃烧室连通，用于将燃料喷入到燃烧室中，燃烧室内设有点火器，点火器用于点燃喷入到燃烧室内的燃料；空气通道设有进风口、并分别与燃烧室连通有一次出风口和二次出风口，在燃料的喷射方向上，二次出风口位于一次出风口的后方，且一级出风口所喷出的空气与中心燃料通道所喷射出的燃料所形成的混合气体的过量空气系数小于1，通过一次风出口与二次出风口的分流，使燃料先在低氧富燃料的工况下燃烧，因而降低了该燃烧区域内的燃烧速度和温度水平，不但延迟了燃烧过程，而且在还原性气氛中降低了生成NOx的反应率，抑制了NOx在这一燃烧中的生成量。
Description
技术领域
本发明涉及高温空气燃烧技术领域，特别提供了一种燃烧装置。
背景技术
低氮氧化物燃烧器是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧器，采用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。
NOx是由燃烧产生的，而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响，因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx，其主要途径如下：
①选用N含量较低的燃料，包括燃料脱氮和转变成低氮燃料；
②降低空气过剩系数，组织过浓燃烧，降低燃料周围氧的浓度；
③在过剩空气少的情况下，降低温度峰值以减少“热反应NO”；
④降低氧浓度，增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。
减少NOx的形成和排放通常运用的具体方法为：低氧燃烧、空气分级燃烧、烟气再循环等。
低过量空气燃烧，使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行，随着烟气中过量氧的减少，可以抑制NOx的生成，这是一种最简单的降低NOx排放的方法。一般可降低NOx排放15～20％。
目前，普通的蓄热式燃烧装置，由于其空气预热温度高且一次性参与燃烧，燃烧过程中不可避免地产生大量氮氧化物。虽然其在节能方面有一定的优势，随着全球环保意识的逐步提高，蓄热式燃烧技术在氮氧化物排放方面存在一定的劣势。当前低氮氧化物燃烧器种类层出不穷，但从蓄热式燃烧氮氧化物生成机理上降低氮氧化物排放的燃烧技术未曾出现。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种即能够使进入到炉膛腔的空气实现更好预热，又能够对排出炉膛的烟气形成更好降温效果的熔融冶炼炉。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供了一种燃烧装置，包括中心燃料通道、空气通道以及燃烧室；
所述中心燃料通道与所述燃烧室连通，用于将燃料喷入到所述燃烧室中，所述燃烧室内设有点火器，所述点火器用于点燃喷入到所述燃烧室内的燃料；
所述空气通道设有进风口、并分别与所述燃烧室连通有一次出风口和二次出风口，在所述燃料的喷射方向上，所述二次出风口位于所述一次出风口的后方，且所述一级出风口所喷出的空气与中心燃料通道所喷射出的燃料所形成的混合气体的过量空气系数小于1。
优选的，所述一次出风口为在所述中心燃料通道的喷射口的周向上均匀分布的多个，在所述燃料的喷射方向上，多个所述一次出风口均向中心轴线倾斜。
优选的，所述一次出风口与所述中心轴线的夹角为30～50°。
优选的，所述一次出风口的数量为8～12个。
优选的，所述一次出风口的出口直径为60～80mm。
优选的，所述二次出风口为在所述中心燃料通道的喷射口的周向上均匀分布的多个，多个所述二次出风口的出风方向与所述燃料的喷射方向一致。
优选的，在所述燃烧室内，并位于所述中心燃料通道的喷射口周围形成有碗状喷射口，多个所述一次出风口位于所述碗状喷射口内，多个所述二次出风口位于所述碗状喷射口的碗口平面上、并位于碗口的外侧。
优选的，还包括蓄热体，所述蓄热体设置在所述空气通道内。
优选的，还包括格栅，所述格栅设置在所述空气通道内，用于将所述蓄热体与所述一次出风口和二次出风口隔开。
优选的，所述空气通道的底部开设有卸载孔，所述卸载孔用于装填和卸载所述蓄热体。
(三)有益效果
本发明提供的一种燃烧装置，包括中心燃料通道、空气通道以及燃烧室；中心燃料通道与燃烧室连通，用于将燃料喷入到燃烧室中，燃烧室内设有点火器，点火器用于点燃喷入到燃烧室内的燃料；空气通道设有进风口、并分别与燃烧室连通有一次出风口和二次出风口，在燃料的喷射方向上，二次出风口位于一次出风口的后方，且一级出风口所喷出的空气与中心燃料通道所喷射出的燃料所形成的混合气体的过量空气系数小于1，通过一次风出口与二次出风口的分流，使燃料先在低氧富燃料的工况下燃烧，因而降低了该燃烧区域内的燃烧速度和温度水平，不但延迟了燃烧过程，而且在还原性气氛中降低了生成NOx的反应率，抑制了NOx在这一燃烧中的生成量。
附图说明
图1是本发明实施例的一种熔融冶炼炉的侧视图。
图2是本发明实施例的一种熔融冶炼炉的轴向视图。
附图标记：
1、中心燃料通道；2、空气通道；3、燃烧室；4、碗状喷射口；5、二次出风口；6、一次出风口；7、蓄热体；8、格栅；9、卸载孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
结合图1和图2所示，本发明提供的一种燃烧装置，包括中心燃料通道1、空气通道2以及燃烧室3；中心燃料通道1与燃烧室3连通，用于将燃料喷入到燃烧室3中，燃烧室3内设有点火器，点火器用于点燃喷入到燃烧室3内的燃料；空气通道2设有进风口、并分别与燃烧室3连通有一次出风口6和二次出风口5，在燃料的喷射方向上，二次出风口5位于一次出风口6的后方。
空气有进风口进入到空气通道2中，一部分空气由一次出风口6通入到燃烧室3中，另一部分空气则由二次出风口5通入到燃烧室3中。中心燃料通道1中喷射出的燃料首先与一次出风口6中通入的空气相接触、并由点火器点燃燃烧，但由于一次出风口6中通入的只是部分空气，令一级出风口所喷出的空气与中心燃料通道1所喷射出的燃料所形成的混合气体的过量空气系数小于1，通过调整所述一次风出口孔径和数量将空气量减少到总燃烧空气量的70～75％(相当于理论空气量的80％)，使燃料先在低氧富燃料的工况下燃烧，因而降低了该燃烧区域内的燃烧速度和温度水平。因此，不但延迟了燃烧过程，而且在还原性气氛中降低了生成NOx的反应率，抑制了NOx在这一燃烧中的生成量。
未完全燃烧的烟气后续再与有二次风出口喷出的空气汇合，在过量空气系数大于1的条件下充分燃烧，从总体上看，燃料的燃烧分两个阶段进行，避免常规蓄热式燃烧过程局部高温区出现，实现低氧浓度燃烧，且炉内烟气可实现还原性气氛，从氮氧化物生成机理上降低了燃烧过程中氮氧化物生成量，环保效果显著提升，提高了环保效益。
其中，一次出风口6优选为在中心燃料通道1的喷射口的周向上均匀分布的多个，在燃料的喷射方向上，多个一次出风口6均向中心轴线倾斜，使喷射出的空气能够更均匀的与燃料混合，更有利于燃料的均匀燃烧和温度分布。具体可与中心轴线的夹角为30～50°，数量设置为8～12个，出口直径为60～80mm，并可配合可旋转的盘型遮挡件，在盘旋遮挡件上设置与以此出风口方位相对和相错的通孔，以实现一次出风口6的开度和开启数量的调节，从而使一次出风口6所喷射出的空气与燃料所形成的混合气体的过量空气系数可调。
二次出风口5优选为在中心燃料通道1的喷射口的周向上均匀分布的多个，多个二次出风口5的出风方向与燃料的喷射方向一致，燃料在与一次出风口6喷射出的空气发生初步然后后，火焰与烟气的散布范围会增大，令二次出风口5的出风方向与燃料的喷射方向一致，可使经过一次燃烧的火焰和烟气充分的与二次出风口5喷出的空气混合，从而实现完全燃烧，且燃烧所形成的火焰的刚性强，对燃烧室3内的待加热体的加热效果更佳。
优选的，在燃烧室3内，并位于中心燃料通道1的喷射口周围形成有碗状喷射口4，多个一次出风口6位于碗状喷射口4内，弯折喷射口形成为一次燃烧形成一个放射状的燃烧区域，使经过一次燃烧后的火焰及烟气以设定的放射状喷向燃烧室3；多个二次出风口5位于碗状喷射口4的碗口平面上、并位于碗口的外侧，当经过一次燃烧的火焰及烟气由碗状喷射口4高速喷射出后，会在碗口的周围形成涡流，因而碗口周围由二次出风口5喷射出的空气会收到负压的作用、以涡流的形式混入到一次燃烧后所形成的火焰及烟气中，可实现更为均匀的混合，有利于后续的完全燃烧。
另外，本燃烧装置还包括蓄热体7，蓄热体7设置在空气通道2内，并且在空气通道2内还设有格栅8，格栅8用于将蓄热体7与一次出风口6和二次出风口5隔开，蓄热体7用于将通入的空气进行预热，使通入到燃烧室3内的空气具有一定的初始温度，更有利于参与燃烧。通常是通过换向的方式，利用排出的烟气对蓄热体7进行加热，蓄热体7保持热量、并将热量传递给下次通入的空气，对于本装置而言，需要将空气通道2成对设置，并配合换向阀，使两个空气通道2交替的向燃烧室3内通入空气和排放烟气，以此利用蓄热体7对通入的空气进行预热、并对排放的烟气进行冷却。
空气通道2的底部开设有卸载孔9，卸载孔9用于装填和卸载蓄热体7，便于蓄热体7的更换。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种燃烧装置，其特征在于，包括中心燃料通道(1)、空气通道(2)以及燃烧室(3)；
所述中心燃料通道(1)与所述燃烧室(3)连通，用于将燃料喷入到所述燃烧室(3)中，所述燃烧室(3)内设有点火器，所述点火器用于点燃喷入到所述燃烧室(3)内的燃料；
所述空气通道(2)设有进风口、并分别与所述燃烧室(3)连通有一次出风口(6)和二次出风口(5)，在所述燃料的喷射方向上，所述二次出风口(5)位于所述一次出风口(6)的后方，且所述一次出风口所喷出的空气与中心燃料通道(1)所喷射出的燃料所形成的混合气体的过量空气系数小于1。
2.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述一次出风口(6)为在所述中心燃料通道(1)的喷射口的周向上均匀分布的多个，在所述燃料的喷射方向上，多个所述一次出风口(6)均向中心轴线倾斜。
3.根据权利要求2所述的燃烧装置，其特征在于，所述一次出风口(6)与所述中心轴线的夹角为30～50°。
4.根据权利要求2所述的燃烧装置，其特征在于，所述一次出风口(6)的数量为8～12个。
5.根据权利要求2所述的燃烧装置，其特征在于，所述一次出风口(6)的出口直径为60～80mm。
6.根据权利要求2所述的燃烧装置，其特征在于，所述二次出风口(5)为在所述中心燃料通道(1)的喷射口的周向上均匀分布的多个，多个所述二次出风口(5)的出风方向与所述燃料的喷射方向一致。
7.根据权利要求6所述的燃烧装置，其特征在于，在所述燃烧室(3)内，并位于所述中心燃料通道(1)的喷射口周围形成有碗状 喷射口(4)，多个所述一次出风口(6)位于所述碗状喷射口(4)内，多个所述二次出风口(5)位于所述碗状喷射口(4)的碗口平面上、并位于碗口的外侧。
8.根据权利要求1至7任一项所述的燃烧装置，其特征在于，还包括蓄热体(7)，所述蓄热体(7)设置在所述空气通道(2)内。
9.根据权利要求8所述的燃烧装置，其特征在于，还包括格栅(8)，所述格栅(8)设置在所述空气通道(2)内，用于将所述蓄热体(7)与所述一次出风口(6)和二次出风口(5)隔开。
10.根据权利要求8所述的燃烧装置，其特征在于，所述空气通道(2)的底部开设有卸载孔(9)，所述卸载孔(9)用于装填和卸载所述蓄热体(7)。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 102200 Beijing city Changping District Machi Town cow Road No. 18 Patentee after: Shenwu Technology Group Co.,Ltd. Address before: 102200 Beijing city Changping District Machi Town cow Road No. 18 Patentee before: BEIJING SHENWU ENVIRONMENT AND ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20190121 Granted publication date: 20170201 |
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| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20220921 Granted publication date: 20170201 |
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| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170201 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |